【摘 要】
：
磁电材料因为同时表现出铁电性和铁磁性使其成为具有广阔前景的材料之一,这种独特的铁电与铁磁之间的耦合,能够应用在许多电子设备和器件中。随着各类电子器件向小型化和智能化的趋势发展,尤其是可穿戴设备中对柔性器件的需求,各种柔性磁电材料在最近几年备受关注。由于单相磁电材料的磁电效应往往比较微弱,人们把研究重点转向复合磁电材料。在众多柔性复合磁电材料中,聚合物基复合磁电材料因为其出色的柔韧性、良好的稳定性和
论文部分内容阅读
磁电材料因为同时表现出铁电性和铁磁性使其成为具有广阔前景的材料之一,这种独特的铁电与铁磁之间的耦合,能够应用在许多电子设备和器件中。随着各类电子器件向小型化和智能化的趋势发展,尤其是可穿戴设备中对柔性器件的需求,各种柔性磁电材料在最近几年备受关注。由于单相磁电材料的磁电效应往往比较微弱,人们把研究重点转向复合磁电材料。在众多柔性复合磁电材料中,聚合物基复合磁电材料因为其出色的柔韧性、良好的稳定性和优异的压电性等优点成为研究的热点。复合磁电材料一般是由压电相和磁致伸缩相两相通过不同的方式复合而成。在众多聚合物压电材料中,聚偏二氟乙烯-三氟乙烯共聚物（P（VDF-Tr FE））由于具有较高的压电系数(约24 p C·N-1)而被广泛应用在复合磁电材料的压电相中。铁氧体材料是一种重要的磁致伸缩材料,其中CoFe2O4具有约200 ppm左右的磁致伸缩系数,而且因为其制备方法众多,是制备柔性复合磁电材料的绝佳候选材料。本文针对P（VDF-Tr FE）/铁氧体柔性复合材料的制备和磁电性能展开研究,具体的工作如下:（1）采用水热法制备了CoFe2O4纳米颗粒,磁性纳米颗粒形貌为球状,平均直径约为250 nm。球状的形貌和纳米的尺寸能够使得磁性颗粒在P（VDF-Tr FE）基体中分散得更加均匀。在进行表征测试之后,将不同含量（5%～30%）的CoFe2O4纳米颗粒与P（VDF-Tr FE）混合溶解在二甲基甲酰胺溶液中搅拌均匀,采用溶液流延法干燥成膜得到0-3型P（VDF-Tr FE）/CoFe2O4复合磁电薄膜。扫描电镜显示磁性颗粒在P（VDF-Tr FE）基体中分散均匀,傅里叶红外光谱显示少量磁性颗粒的掺杂会提高薄膜中β相含量,从而提高了压电性能,压电系数d33的测试也证明了这一点。但高于20%的颗粒含量会导致漏电流激增,严重影响复合薄膜的极化过程。从而影响最终的磁电耦合性能。最后在20%磁性颗粒含量的复合薄膜中获得了47.1 m V·cm-1·Oe-1的磁电耦合系数,以及良好的重复性和线性度。（2）采用自发燃烧法,分别制备了磁性CoFe2O4颗粒和CoZnxFe2-xO4颗粒,并对其进行了机械球磨处理。扫描电镜显示经球磨之后的磁性颗粒粒径和分散性都要优于手动研磨过的磁性颗粒。磁致伸缩的测量显示少量Zn元素的掺杂虽然降低了CoFe2O4颗粒的磁致伸缩系数,但是大大提高了材料的压磁系数。其中CoZn0.1Fe1.9O4颗粒的压磁系数提高了3倍左右。将球磨过后的磁性颗粒同样采用溶液流延法分别制备出0-3型P（VDF-Tr FE）/CoFe2O4复合磁电薄膜和P（VDF-Tr FE）/CoZnxFe2-xO4复合磁电薄膜,磁性颗粒含量都为20%。扫描电镜显示复合薄膜具有特征球晶结构。在P（VDF-Tr FE）/CoZn0.1Fe1.9O4复合磁电薄膜中观察到提高的磁电耦合系数。（3）同样采用溶液流延法,优化了制备工艺,制备了2-2型P（VDF-Tr FE）/CoZn0.1Fe1.9O4复合磁电薄膜。中间层为40μm的0-3型P（VDF-Tr FE）/CoZn0.1Fe1.9O4复合磁电薄膜,磁性颗粒含量为30%～50%,上下两层为20μm厚的纯P（VDF-Tr FE）薄膜。扫描电镜显示各层之间复合良好,优于常用的环氧树脂胶粘结法。极化时漏电流大大改善,解决了0-3型复合磁电薄膜中出现的漏电流问题。在磁性颗粒含量为50%的P（VDF-Tr FE）/CoZn0.1Fe1.9O4复合磁电薄膜中观察到较高的磁电耦合系数,同时获得良好的线性度和重复性。
其他文献
随着科技的发展,人们对能源的需求越来越大。目前,锂离子电池由于其相对较高的能量密度、长寿命和环境友好性,在储能技术中发挥了重要作用,并广泛应用于手机、便携式计算机和电动汽车等电子设备中。钛基氧化物材料由于具有高的理论比容量、资源丰富、对环境友好等优点,而被广泛研究。但钛基氧化物存在着充放电过程中体积变化较大和导电率较低等问题,导致了较差的循环稳定性。对此,本论文通过构建多孔的亚微米棒结构以及碳包覆
研究目的肺癌是发病率和死亡率最高、增长最快、且对人类健康威胁最大的恶性肿瘤之一,据估计每年有160万人因患肺癌死亡。肺癌发生和进展的基本机制仍不清楚,更好地理解肺癌发生、进展和耐药性的分子机制将有助于改善诊断、治疗和预后。通过免疫组化（IHC）、PCR、细胞培养等自有技术,进行分子生物学研究,揭示肺癌转移相关基因及其标志物,对于早期预测以及基于靶点的精准治疗,都具有重要的理论和临床意义,本研究的主
随着纳米技术的高速发展,纳米纤维的独特性和潜在应用为社会可持续发展以及针对生物医学,医疗保健和环境问题的创造性解决方案提供了新的策略和机遇。静电纺丝技术是一种简单高效的生产纳米纤维材料的新型制备技术,具有制造装置简单,方便改造工艺,材料种类广泛,纤维比表面积大和可控孔隙等优点,从而成为21世纪千万学者的研究热点。野外伤口出血常伴随着细菌感染,由于条件有限,在不可能携带大量医疗物资的情况下,使用相同
随着现代社会的飞速发展,信息技术产业规模日益膨胀,对充当产业硬件条件的大规模集成电路提出了越来越复杂的要求。常规的硅基电路具有集成度高、运行精准以及产业链成熟等优点,但在多种物理量交互等方面的性能表现较为单薄,摩尔定律也预言硅基集成电路的集成度终究会到达瓶颈。因此,亟需一种新型的电子元器件来弥补硅基电路的不足以及解决将要遇到的问题。种类极为丰富的铁性氧化物材料具有各种各样的物理性质,特别是在多物理
超材料是人造材料,其光学特性取决于本身的几何结构,可以得到天然材料不具有的光学性质。超材料丰富的物理特性可以在亚波长尺度实现对光场多个维度的灵活调控,因此在光学与信息科学、生物传感技术、微波与太赫兹器件、生命科学与医学等方向具有重大的应用前景,成为微纳光学领域的研究热点。本论文主要对超材料光场振幅调控进行研究,设计了电磁诱导透明超材料、超材料完美吸收器以及动态可调超材料,并使用有限元法对设计的超材
本论文的主要工作就是选择特殊的共轭桥对有机光学发色团的分子进行设计,使之具有二阶非线性光学效应。基于双能级模型和电荷转移理论,研究的焦点聚集在具有D-π-A型结构的有机化合物。决定发色团非线性光学性质的最基本因素为分子内的电荷转移效率,对于不同的共轭桥具有不同的离域效率,而二苯乙烯是电子离域效率最高的共轭体系之一。基于二苯乙烯这种结构框架,在π-共轭桥的两端添加上不同的给体、受体基团,或者将具有不
纳米材料,以其独有的新奇性质在电子器件、航天领域、光电催化、储能器件、生物医学乃至纺织、机械、环保等各个领域都得到了极为成熟的应用。基于以上对纳米材料的应用,探索纳米尺度材料的合成、微观结构以及低维性质,将有效的推动对纳米材料相关理论基础的认识,也将拓宽其在各大领域的实际应用。本文制备了In2O3、Pr0.5Sr0.5Fe O3和La0.25Pr0.25Sr0.5Fe O3纳米纤维,对以上几种材料
在最近几年中便携式和可穿戴无线设备的飞速发展和第五代（5G）技术的普及,智能电子手表、智能手环和智能眼镜等小型电子设备越来越受人们的欢迎,但不可避免的是由于设备朝着小型化的趋势和电池使用过程的中的损耗,设备电源的更换变的越来越麻烦。摩擦电纳米发电机（TENG）作为一种高效环保的蓝色能源,为小型电子设备供电提供了一种全新的方式。在本文中我们介绍了耐酸碱的TENG和栅极结构TENG在安全方面的应用。随
由于集成电子技术的能耗问题和集成度问题,研究新型的信息传输方式具有广泛的应用前景。自旋波是通过电子自旋编码传输信息,故而能够克服热功耗的问题,因此研究自旋波的激发和调控具有重要的意义。本文以磁交换作用对磁性薄膜自旋波的影响为研究课题,分别通过在单层薄膜中掺入非金属元素和双层铁磁耦合的方式改变薄膜的交换作用,研究其中的自旋波共振。首先采用成分梯度溅射法制备了一系列不同B含量和厚度不同的FeCoB薄膜
科技与工业的快速发展给人们带来了巨大的舒适和生活便利的同时也造成了严重的环境问题,在各种环境问题中,废水污染以及与细微颗粒物（PM）相关的空气污染已成为最严重的问题。纤维膜作为一种过滤材料,在空气过滤和废水处理等领域得到了众多应用和发展。静电纺丝工艺作为一种简单而高效,能够直接、连续制备聚合物纳米纤维的方法而受到众多研究者的青睐。首先我们研究了一种可以规模化制备聚合物纳米纤维用于气体过滤的静电纺丝